A. 地铁配置
地铁配置：
1、车体，车体是容纳乘客和司机驾驶的地方，又是安装与连接其他设备和部件的基础，一般有底架、端墙、侧墙及车顶等。
2、动力转向架和非动力转向架，动力转向架和非动力转向架装置位于车体和轨道之间，用来牵引和引导车辆沿着轨道行驶，承受与传递来自车体及线路的各种载荷并缓冲其动力作用，是保证车辆运行品质的关键部位，一般由构架、弹簧悬挂装置、轮对轴箱装置和制动装置等组成。
3、牵引缓冲连接装置，车辆编组成列安全运行必须借助于连接装置，为了改善列车纵向平稳性，一般在车钩的后部装设缓冲装置，以缓和列车的冲动。
4、制动装置，制动装置是保证列车安全运行所不可少的装置，城市轨道车辆制动装置除常规的空气制动装置外，还有再生制动、电阻制动和磁轨制动等。
5、受流装置，从接触导线或导电轨将电流引入动车的装置称为受流装置或受流器。
6、车辆内部设备，车辆内部设备包括服务于乘客的车体内的固定附属装置和服务于车辆运行的设备装置，属于前者的有车电、通风、取暖、空调、座椅、拉手等，服务于车辆运行的设备装置大多吊挂于车底架，如蓄电池箱、继电器箱、主控制箱、电动空气压缩机组、总风缸、电源变压器、各种电气开关和接触器箱等。
7、车辆电气系统，车辆电气包括车辆上的各种电气设备及其控制电路，按其作用和功能可分为主电路系统、辅助电路系统和控制电路系统三个部分。
B. 地铁理论知识性能特征
地铁车辆是地铁用来运输旅客的运输工具，它属于现代城市快速轨道交通的范畴。那么你对地铁了解多少呢?以下是由我整理关于地铁理论知识的内容，希望大家喜欢!
一、地铁理论知识——车辆简介
从构造上：列车采用动力分散布置形式。根据需要由各种非动力车和动力车(或半动力车)组合成相对固定的编组，两头设置操纵台。由于隧道限界、车辆限界、设备限界的限制，车辆和其各种车载设备的设计要求相当紧凑。在方便检修的同时，尽量采用模块化。
从结构上，车体朝轻量化方向发展，主要采用大断面中空挤压铝型材模块化车体结构设计，采用整体承载结构;悬挂系统具有良好的减振系统;采用电气(再生制动和电阻制动)和空气的混合制动;车辆连接采用密贴式车钩进行机械、电气、气路的全自动连接;车辆间采用封闭式全贯通道，通过量大。
从运用性能上：由于地铁的服务对象是城市高密度、大客流人群，并要与公交系统、小汽车形成竞争力，所以对其安全、正点、快捷上有很高的要求。同时要提供给乘客适当的空间、安静的环境及空调，使乘客感到舒适、便利。
在运行方式上，应用列车自动驾驶系统ATO。在主牵引传动上，采用当今世界先进的调频调压交流传动。在辅助系统中，采用先进的IG-BT技术。
车辆是地铁系统中最关键，也是最复杂的设备，它是多专业综合性 的产品，涉及机械、电气、控制、材料等多领域。总之，车辆是通过各个相对独立的子系统有机地结合在一起，共同来实现列车的安全、可靠、高品质运行的。
二、地铁理论知识——机械部分1、车体
一般车体采用模块化设计。它包括自支撑构架，用螺栓连接的司机室和中间端。车体构架和中间端是由铝合金大型型材和板组成，而司机室是由型钢构成的。焊接的型材与中间端和司机室端通过机械紧固装置相互连接。司机室和中间端都由较大的玻璃钢罩板覆盖。通过车钩系统中的压溃管吸收能量。当发生事故时车前端的防爬装置能够分散碰撞力。
列车通过贯通道连接在一起，贯通道上设计有折棚和位于车钩上的渡板。列车表面喷涂根据城市的特点进行。
2、车门
根据车辆运营环境的不同，选择不同的车门。以广州地铁二号线车辆采用外挂式电控电动门为例。它由双向作用的电机为驱动装置，采用皮带传动及丝杆装置作为传动机构。由EDCU(电子门控单元)来控制车门的开关及锁定。在司机室操作控制按钮，通过EDCU控制电机转动来实现车门的开关，并设有障碍物探测重开门。由行程开关给出车门的状态信号，故障信号由EDCU通过编码硬线传送给VTCU(车辆及列车控制单元)。
从安全可靠性上来讲，移动门一般适用于速度低于100km/h的列车上。特别是外挂门，由于外挂门属于外吊悬挂式结构，下部悬空无支承。当列车在隧道中运行，随着速度的提高，其空气的阻塞比大大增加，对外吊的悬挂门产生较大的压力。如果门的结构及强度不随速度的提高而改进设计的话，车门会产生晃动等不稳定因数，影响车门的安全可靠性。
由于移动门的结构决定车门与车体之间必须保证一定的间隙，因 此，移动门的密封性差。当列车达到一定的行驶速度时(超过100km/h以上)便会产生车厢内窜风，给乘客带来不适;在车辆进出隧道等外界压力变化时，车内压力随着变化，舒适性下降。由于移动门的密封性差，车辆走行部件产生的噪音很容易传入车内;同时由于移动门或凹或凸于车体，列车在行驶中会使附近的空气产生涡流，空气阻力大，也就限制了移动门的使用速度。
塞拉门由于与车体在同一平面内保持列车较好的流线型，所以具有密封性好、空气阻力小等特点，但塞拉门的结构较移动门复杂，且造价较高。
车门的形式种类虽然各不相同，但实现的功能却大同小异，性能参数也差不多。
为了安全起见，逃生装置在前端墙的中部，包括一个在顶部铰接的大窗和位于两个司机台之间的一个梯子，正常情况该梯子折叠并隐藏起来。在列车不能到达下一站时，逃生装置用于疏散乘客。
3、车钩及缓冲装置
车钩缓冲装置由车钩及缓冲器等部件组成，装在底架牵引梁上，是车辆的一个安全部件。其作用是：
(1)将车辆互相联挂，联结成为一组列车;
(2)传递纵向牵引力和冲击力;
(3)缓和车辆之间的动力作用;
(4)实现电路和气路的连接。
车钩缓冲装置共分三种类型：自动车钩、半自动车钩、半永久牵引杆。三种车钩均设有可复原能量吸收功能，采用橡胶缓冲器。在自动车钩和半永久牵引杆上还设有超载保护装置，不可复原的可压溃变形管。其结构均采用先进的密贴式车钩，它是依靠相邻车辆钩头上的凸锥和凹锥口互相插接，起紧密连接作用。其优点是：节省人力，保证安全方便。缺点是：构造较复杂，强度较低。所以适用于地铁、轻轨等轻型轨道车辆上。
4、转向架
转向架是支承车体并担负车辆沿着轨道走行的支承走行装置。为了便于通过曲线，在车体和转向架之间设有心盘或转轴，转向架可以绕一中心轴相对车体转动。为了改善车辆的运行品质和满足运行要求，在转向架上设有弹簧装置和制动装置。对于动车，转向架上还装有牵引电机和减速机构，以驱动车辆运行。转向架主要由以下部分组成:轮对轴箱装置、弹性悬挂装置、构架、制动装置、牵引电机和齿轮变速传动装置、转向架支承车体装置。另外，在拖车转向架上还安装了ATC的通讯天线。
车辆在轨道上运行时，由于线路的不平顺、轨隙、道岔、轨面的缺陷和磨耗以及车轮踏面的斜度、擦伤和轮轴偏心等原因，常会伴随产生复杂的振动和冲击。为了提高运行的平稳性必须设有弹簧减振装置，空气弹簧在改善车辆的动力性能和运行品质上具有显著优点，被地铁和轻轨广泛应用。为了改善车辆的振动性能，地铁上大多采用液压减振器。
由于地铁承担运送乘客的任务，并且运行于地下隧道或高架线路上，要求转向架有较低的噪声和良好的减振性能，并且能适应重载和空载变化的能力。一般广泛采用空气弹簧和橡胶弹簧作为弹性悬挂元件，弹簧减振装置包括一系悬挂——人字形多层橡胶弹簧或者圆锥弹簧、二系悬挂——空气弹簧、垂向液压减振器、横向液压减振器、抗侧滚扭杆和横向橡胶缓冲挡。
牵引传动装置在电动客车中占有十分重要的地位，是驱动列车运行的核心装置。包括一个牵引电机，齿式联轴节和齿轮。其作用是将牵引电机输出的功率传给轮对。车辆的驱动机构是一种减速装置，用来使高转速、小扭矩的牵引电动机驱动阻力矩较大的动轴，对驱动机构的要求：能使牵引电动机功率得到发挥;电动机电枢轴应与联轴节保证同心度，以降低线路不平对齿轮的动作用力。用方框图来简述传动线路：
牵引电机采用三相交流感应电机，由于采用这一电传动方式，牵引性能良好，运行可靠，使车辆具有良好的牵引制动性能。
5、制动装置
据成熟地铁 经验 ，摩擦制动采用闸瓦制动。为了改善摩擦性能和增加耐磨性，大多数地铁车辆采用合成闸瓦。但合成闸瓦的导热性能较差，又选择了导热性能良好的产品——粉末冶金闸瓦。既具有较好的摩擦性能，又有良好的耐磨性。在闸瓦制动方式中，动能转化为热能的能力大，但热能散于大气的能力相对较小。当要求的制动功率较大时，有可能发生产生的热能不能散失到大气中，而在闸瓦与车轮踏面积聚集，使他们的温度升高，严重的会导致闸瓦熔化或车轮踏面产生裂纹。因此，在采用闸瓦制动时，对制动功率要有限制，即在车辆上安装一定的防滑系统。
动力制动在制动时，将牵引电机变为发电机，使列车动能转化为电能，对这些电能的不同处理方式形成了不同方式的动力制动，主要有电阻制动和再生制动。其中的再生制动是把电动车组的动能通过电机转化为电能后，再使电能反馈回电网给别的列车使用。显然这种方式既能节约能源，又减少了制动时对环境的污染，并且基本上无磨耗，是当前地铁行业首选的制动方式。在制动控制系统方面，目前的制动系统主要有空气制动系统和电气制动控制系统，在比较两者后，发现电气制动更具有优越性，电气制动的主要优点是全列车制动和缓解的一致性好，在制动和缓解时纵向冲击小，制动距离短，便于做到动力制动和空气制动的协调。
6、车辆内部设备
车辆内设包括服务于乘客的车体内的固定装置如车电、通风、取暖、空调、座椅、拉手等和服务于车辆运行的设备装置大多吊挂于车底架，如蓄电池箱、继电器箱、主控制箱、电动空气压缩机组、总风缸、电源变压器、各种电器开关和接触器箱等。故障率较高的空调需要经常清洗，大多采用车顶修和拆卸修。此设备中，控制器的故障率较高，主要是影响客室环境，不对行车造成影响，需要使用大量的备件进行替换。
三、地铁的性能特点优点
节省土地：由於一般大都市的市区地皮价值高昂，将铁路建於地底，可以节省地面空间，令地面地皮可以作其他用途。
减少噪音：铁路建於地底，可以减少地面的噪音。
减少干扰：由於地铁的行驶路线不与其他运输系统(如地面道路)重叠、交叉，因此行车受到的 交通干扰较少，可节省大量通勤时间。
节约能源：在全球暖化问题下，地铁是最佳大众交通运输工具。由於地铁行车速度稳定，大量节省通勤时间，使民众乐於搭乘，也取代了许多开车所消耗的能源。
减少污染：一般的汽车使用汽油或石油作为能源，而地铁使用电能，没有尾气的排放，不会污染环境。
其他优点
地铁与城市中其他交通工具相比，除了能避免城市地面拥挤和充分利用空间外，还有很多优点。
1、 运量大。地铁的运输能力要比地面公共汽车大7~10倍，是任何城市交通工具所不能比拟的。
2、 准时，正点率一般比公交高。
3、 速度快，地铁列车在地下隧道内风驰电掣地行进，行驶的最高时速普遍80公里，可超过100公里甚至有的达到了120公里。
缺点
建造成本高：地铁工程路线长，影响范围广，通常需要对路线沿线的建构筑物、管线、道路进行拆迁、改造、保护等 措施 ，工程以外的费用比较大。地铁工程多为地底，由於要钻挖地底，地底建造成本比建於地面高。
前期时间长：兴建地铁的前期时间较长，由於需要规划和政府审批，甚至还需要试验。从开始酝酿到付诸行动破土动工需要非常长的时间，短则几年，长则十几年也是有可能的。
部分灾害抵御能力弱：虽然地铁对於雪灾和冰雹的抵御能力较强。但是对地震、水灾、火灾和恐怖主义等抵御能力很弱。由於地铁的构造，而导致极易因为这些因素发生悲剧。为此自地铁出现以来，工程师们就不断持续研究如何提高地铁的安全性。
具体缺点如下：
1、地震
可以导致行进中的车辆出轨，因此地铁都设计有遇到地震立即停驶的功能。为防止地铁地道坍塌，处於地震地带的地铁结构必须特别坚固。
2、水灾
由於地铁内的系统低於地平线，而导致地上的 雨水 容易灌入地铁内的设施。因此地铁在设计时不得不规划充分的防水排水设施，即使如此也可能发生地铁站淹水事件。为此在发生暴雨之时，地铁车站入口的防潮板和路线上的防水闸门都要关闭。一个知名的例子是台北捷运在纳莉台风侵袭时曾经发生淹水事件。还有北京地铁一号线因暴雨积水关闭了数小时。
3、火灾
在以前，人们不太重视地铁站内的防火设施，车站内一旦发生火灾，瞬间就会充满烟雾，而引发严重的灾祸1987年11月18日，英国伦敦地铁King's Cross站发生火灾，导致31人死亡。产生火灾的原因之一是因为伦敦地铁内采用了大量木质建筑。因此，日本地铁部门规定在地铁站内禁烟来避免火灾。
2003年2月28日，韩国大邱广域市的地铁车站因为人为纵火而产生火灾，13辆车卡被烧毁，192人死亡，148人受伤。这次火灾产生如此严重死伤的原因除了车卡内部装潢采用可燃材料之外，车站区域内排烟设施不完善也是重要因素，加上车辆材质燃烧时产生了大量的一氧化碳等有害物质，而导致不少人中毒死亡。
C. 急求杂散电流机理
浅谈杂散电流腐蚀机理及防护措施公文易文秘资源网 许建国 2008-12-24
摘 要 详细阐述了地铁杂散电流的形成机理及主要的防护措施摘 要 详细阐述了地铁杂散电流的形成机理及主要的防护措施。
关键词 杂散电流;腐蚀;直流供电;轻轨交通
地铁或轻轨一般采用直流电力牵引的供电方式,一般接触网(或第三轨)为正极,而走行轨兼作负回流线。由于回流线轨存在着电气阻抗,牵引电流在回流轨中产生压降,并且回流轨对地存在着电位差,回流线对道床、周围土壤介质、地下建筑物、埋设管线存在着一定的泄漏电流,泄漏电流沿地下建筑物、埋设管线等介质至负回馈点附近重新归入钢轨,此泄漏电流即称迷流,又称地铁杂散电流。地铁迷流主要是对地铁周围的埋地金属管道、电缆金属铠装外皮以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋发生电化学腐蚀,它不仅能缩短金属管线的使用寿命,而且还会降低地铁钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性,甚至酿成灾难性的事故。如煤气管道的腐蚀穿孔造成煤气泄漏、隧道内水管腐蚀穿孔而被迫更换等。另外,地铁迷流同时也对地铁沿线城市公用管线和结构钢筋产生“杂散电流腐蚀”,影响地铁以外沿线公共设施的安全及寿命。本文结合我公司参与的多条地铁线施工和运营维护管理的经验,针对杂散电流腐蚀机理及防护措施方面浅谈管见。
1 杂散电流腐蚀机理
1.1 杂散电流腐蚀机理
地铁迷流对埋地金属管线和混凝土主体结构中钢筋的腐蚀在本质上是电化学腐蚀,属于局部腐蚀,其原理与钢铁在大气条件下或在水溶液及土壤电解质中发生的自然腐蚀一样,都是具有阳极过程和阴极过程的氧化还原反应。即电极电位较低的金属铁失去电子被氧化而变成金属离子,同时金属周围介质中电极电位较高的去极化剂,如金属离子或非金属离子得到电子被还原。地铁直流牵引供电方式形成的迷流及其腐蚀部位如图1所示。图中,I为牵引电流,Ix、Iy分别为走行轨回流和泄漏的迷流。
由图1可得地铁迷流所经过的路径可概括为两个串联的腐蚀电池,即
电池I:A钢轨(阳极区)+B道床、土壤+C金属管线(阴极区);
电池II:D金属管线(阳极区)+E土壤、道床+F钢轨(阴极区)。
当地铁迷流由图1中A、D(阳极区)的钢轨和金属管线部位流出时,该部位的金属铁便与其周围电解质发生阳极过程的电解作用,此处的金属随即遭到腐蚀。概括起来可将发生腐蚀的氧化还原反应分为两种:当金属铁周围的介质是酸性电解质,即pH<7时,发生的氧化还原反应是析氢腐蚀,以H+为去极化剂;当金属铁周围的介质是碱性电解质,即pH≥7时,发生的氧化还原反应是吸氧腐蚀,以O2为去极化剂。
1.2 杂散电流大小
当钢轨为悬浮系统时(指全线钢轨采取对地绝缘,在任何地点不直接接地或通过其它装置接地),虽然钢轨对地采取了一系列措施,但钢轨对地泄漏电阻在工程实施中不可能无限大,一般在5～100Ω·km范围内。同时随着地铁运营时间的推移,由于受到不可避免的污染、潮湿、渗水、漏水和高地应力作用等影响,使地铁车站以及区间隧道中的轨、地绝缘性能降低或先期防护措施失效,势必增大了由走行轨泄漏到土壤介质中的杂散电流。当列车在两牵引变电所间运行时,钢轨电位如图2所示,列车位置处为阳极区,钢轨电位为正,牵引变电所附近为阴极区,钢轨电位为负。钢轨电位产生的原因是牵引回流在钢轨上产生了纵向电压。研究表明,钢轨电位的大小与钢轨泄漏电阻的关系不大,当钢轨对地泄漏电阻在5～100Ω·km范围内变化时,受从牵引变电所至列车位置处的钢轨纵向电压钳制,钢轨对地电位基本不变。杂散电流的大小,就是图2中的阴影区段从钢轨泄漏至地下电流密度的积分,即
2 杂散电流防护措施
从公式(1)中可得出杂散电流的总量基本上只与全线钢轨正电位及钢轨对地泄漏电阻有关,因此降低钢轨电位及增大钢轨泄漏电阻是防护杂散电流的基础;为杂散电流提供至牵引变电所负极的畅通金属通路,尽量减少杂散电流流出金属构件的电流密度,阻止杂散电流对其腐蚀,是防护杂散电流的重要措施。
防护杂散电流一般采取“以防为主,以排为辅,防排结合,加强监测”的综合防护措施,即(1)防:减少回流轨纵向电阻,降低钢轨电位和提高回流轨对地过渡电阻,确保畅通的牵引回流系统,隔离和控制所有的杂散电流泄漏途径,减少杂散电流进入地铁的主体结构、设备及相关的设施;(2)排:在回流轨的整体道床中设置杂散电流收集网,通过杂散电流的收集和排流系统,提供杂散电流返回至变电所负极的金属通路,以减少杂散电流向外泄漏。(3)测:监视和测量杂散电流的大小,为运营维护提供依据,设计完备的杂散电流检测系统。限于篇幅有限,本文结合“防”和“排”两方面内容综合阐述防护杂散电流措施。
2.1降低钢轨电位方案或确保畅通的牵引回流系统措施
在列车运行密度和列车取流一定的情况下,钢轨电位由供电区间回流通路的电阻定。减小回流通路电阻的主要措施是减小牵引变电所间距,保证回流通路畅通,增设辅助回流线,减小牵引回流通路电阻,运营中正线牵引网尽量采用“双边”供电等。
在满足供电负荷、供电质量及工程投资控制要求前提下,可适当调整变电所数量和设置位置,尽量使牵引变电所布置均匀。
减少以钢轨纵向电阻为主的回流系统电阻的措施包括正线钢轨采用重轨,且焊接为无缝长钢轨,若短钢轨间采用螺栓连接,则两根钢轨之间必须加焊一根铜电缆,回流电缆应与钢轨可靠焊接,回流电缆根数留有一定裕量;走行轨间设均流线,平衡上、下行钢轨电流,降低走行轨电位;道岔与辙岔的连接部位通过铜连接引线可靠焊接。
对于车辆段和停车场,根据实际工程条件,通过设置多个回流点,使牵引电流就近回流,减小回流通路电阻,控制产生杂散电流总量。
2.2 增大钢轨泄漏电阻措施
钢轨泄漏电阻的大小与杂散电流成反比,可把保证钢轨有较高泄漏电阻作为轨道交通防护杂散电流根本的措施。
钢轨泄漏电阻主要由下述两方面因素确定:一是钢轨绝缘安装点的绝缘电阻,二是钢轨与道床表面的空隙距离及道床环境条件。当然泄漏电阻也受与钢轨连接电缆绝缘情况、电化区段与非电化区段钢轨隔离效果等影响。
钢轨绝缘安装一般是通过在钢轨与道床间设绝缘垫,紧固螺栓通过绝缘套管安装在道床上等措施实现的,并且钢轨底部与道床之间间隙不得小于《地铁杂散电流防护规程》中的规定。
由于粉尘、潮湿、油污、风沙雨雪(高架和地面区段)等影响,会降低泄漏电阻,使杂散电流增加。因此道床设计中应设计良好的排水方案,运营中应定期打扫,保持道床的清洁,以避免钢轨泄漏电阻降低。
另外与轨道专业配合,设计受外界污染影响少、绝缘水平较高的绝缘安装措施,如在安装点钢轨带绝缘靴套的绝缘安装方案,或整体带玻璃钢(或其他绝缘材料)衬套轨枕的绝缘性能好,便于运营清扫的绝缘安装措施等。
2.3 杂散电流的流通路径控制措施
杂散电流对金属结构的腐蚀主要有4个方面:即钢轨、道床结构钢筋、隧道结构钢筋、地网及地铁外部其他公共设施。杂散电流首先从钢轨泄漏至道床结构,再从道床结构向其他结构如隧道、车站结构泄漏。
利用整体道床内结构钢筋的纵向联通形成电气连续的杂散电流主收集网,为杂散电流提供第一个电气通路,杂散电流沿此通路流向牵引变电所方向,流出收集网后至钢轨,可减少杂散电流由道床向其它结构的泄漏量。
另外在工程条件许可情况下,地下区段道床与隧道(或其他结构间)设置素混凝土层,以增大道床与其他结构间泄漏电阻,减少杂散电流向其他结构泄漏量。
在回流轨下方穿越的金属管线也要进行绝缘处理,避免杂散电流经此泄漏至其他结构。
主收集网不可能收集所有的杂散电流,其它少量杂散电流继续泄漏至隧道或其他结构,利用隧道钢筋(内衬墙钢筋)纵向联通形成电气通路,则成为杂散电流遇到的第二个电气畅通通路(即辅助收集网),并沿此通路至牵引变电所方向,在牵引变电所区域(阴极区)流回至道床钢筋,并流回至钢轨,减少杂散电流向地铁以外泄漏。
由外界引入地铁内或由地铁内引出至地铁外的金属管线均应进行绝缘处理后,方可引入或引出,避免杂散电流经此向地铁外泄漏。
2.4 结构钢筋腐蚀防护措施
金属构件电化学腐蚀防护是控制金属体流出至电介质的电流密度在防护范围之内。主要措施是减少进入金属体的杂散电流量;为金属体提供至电源负极的金属通路,减少杂散电流流出金属表面的电流密度;确定合理的道床、隧道收集网(结构钢筋)表面积,控制杂散电流流出至电介质的密度。
p; 地铁杂散电流防腐蚀对结构钢筋的保护是分层次的,其重要性对地铁结构设施而言,其顺序是隧道钢筋、道床钢筋和钢轨。钢轨是可更换设备,道床钢筋从结构上讲可重修,而隧道钢筋应避免修复。从地铁结构层次上讲,利用腐蚀钝化原理防腐蚀的重点在道床收集网,隧道收集网是作为后备收集网而起作用。因为尽管靠近钢轨的道床收集网的截面积相对隧道收集网要小,在所收集的杂散电流较多而其截面较小的情况下,若能控制道床钢筋处于腐蚀钝化状态,则下层隧道收集网肯定也处于腐蚀钝化状态。即只要道床收集网达到了腐蚀防护要求,下层其他结构设施肯定也没有被杂散电流腐蚀的危险。
利用道床结构钢筋作为收集网的目的:一是减少杂散电流继续向下扩散至隧道、车站和大地等结构的数量;二是由于道床钢筋本身有一定的截面,从而使杂散电流密度较小,而使自身处于腐蚀的钝化状态。因为道床结构钢筋是杂散电流从钢轨上泄漏后遇到的第一道电阻较小的畅通电气通路,可将杂散电流尽量限制在本系统内部,可防止杂散电流继续向本系统以外泄漏。若将道床钢筋纵向焊接及连接形成一层纵向电气通路,并得到经计算确定的截面,使得自道床钢筋流出的电流密度控制在腐蚀钝化状态范围内时,尽管有一定数量杂散电流流出钢筋,但却不会使道床结构钢筋受到腐蚀。
同样的原理,通过对隧道结构钢筋进行焊接及连接形成纵向电气连续通路后,对于从道床钢筋中继续泄漏的杂散电流起到二次收集作用,由于隧道结构钢筋截面更宜做大,从而使其更宜达到腐蚀钝化状态。
2.5 排流柜设置方案
只有当杂散电流从钢筋流出时才对钢筋产生腐蚀,而杂散电流流出的区域集中在阴极区(即在牵引变电所附近),若在牵引变电所处将结构钢筋或其他可能受到杂散电流腐蚀的金属结构与钢轨或牵引变电所负母排相连,由于杂散电流总是走电阻最小的通路,而直接流至牵引变电所,从而在阳极区范围内大大减小了杂散电流从钢筋再扩散至混凝土的可能,减少了杂散电流流出钢筋导致的电化学反应,该方法称为排流法。
排流法一般有将金属结构与钢轨直接在牵引变电所附近相连的直接排流法、加二极管的单向导通排流、加直流电源的强制排流等。但排流法存在如下缺点:当采用排流法时钢轨系统称之为接地系统,当有电流从钢筋沿排流电缆(经二极管)流至负母排时,原来负母排的负电位变为接近零电位,因钢轨纵向电压的钳制作用使得两牵引变电所间钢轨的最高对地电位增加了一倍,两牵引变电所间几乎成为阳极区,简单看杂散电流总量增加了近4倍。由于杂散电流的总量增加太多,除牵引变电所附近钢筋腐蚀减少外,在区间的钢轨腐蚀将上升。所以说排流法是一把双刃剑,既有其有利的一面,也有其不利的一面。
2.6 盾构区间防护杂散电流方案
盾构法区间隧道迷流设计原理是指将管片内钢筋全部电气联通,并通过铁垫圈将电气连接点良好引出。以后在隧道管片的拼装中通过铁螺栓和螺母将各隧道管片中钢筋全部电气联通,形成一个等电位的法拉第网,对地铁杂散电流进行电气屏蔽,以防止地铁杂散电流向外泄露和对地铁基础结构的腐蚀。但在实际施工过程中,混凝土灌浆于各螺栓之间,仅靠螺栓、螺母的机械连接实现电气上的完全导通连接是很难的,与管片采用绝缘隔离措施相比,反而更加大了杂散电流对盾构管片内部结构钢筋的腐蚀风险。
2.7 高架区段防护杂散电流方案
区间高架桥梁一般采用简支梁,桥梁与桥墩间有橡胶支座,起到了电气上的绝缘,表面上可避免杂散电流扩散,但若在个别区段采用其他桥梁结构,梁墩间没有绝缘支座,或高架车站采用“桥建合一”的结构,就必然形成某“点”的集中接地,成为防护杂散电流的薄弱环节。因此,高架区间要采用梁墩间设置橡胶支座的桥梁结构,且高架车站尽量采用“桥建分离”的结构型式。
2.8 车辆段及停车场杂散电流防护措施
车辆段和停车场均位于地面,经过出入线与正线连接。车辆段内线路主要包括停车列检库、月检库线路和库外线路。库外线路采用碎石道床,无法设置杂散电流收集网,检修库内线路较库外线路防护条件更差,加上车辆段建筑较多,并设有维修基地、生活及工作设备、各类管线较多,运营环境特殊,相对正线来讲,车辆段和停车场是防护杂散电流的薄弱环节。
但车辆段和停车场内车速较低,牵引电流较小,杂散电流泄漏水平较低,基于此特点,车辆段和停车场的防护杂散电流措施一般应从钢轨回流及降低钢轨电位考虑,一般采取措施如下:
(1)降低车辆段(停车场)杂散电流主要泄漏总量措施
车辆段(停车场)与正线间设置绝缘轨缝及单向导通装置,限制正线区段钢轨电流通过车辆段(停车场)内的钢轨回流,可降低车辆段(停车场)内部杂散电流泄漏水平;检修库、停车库内外线路间设置绝缘轨缝及单向导通装置,限制钢轨电流通过库内钢轨泄漏。
(2)就近回流措施
车辆段(停车场)范围较小、线路密集,根据实际工程条件,通过设置多个回流点,使牵引电流就近回流,可起到限制钢轨电流泄漏。
(3)均匀电流、降低钢轨电位的措施
根据车辆段(停车场)内线路密集的特点,可通过均流电缆的适当设置,使钢轨电流均匀分布,达到限制钢轨电流泄漏和降低钢轨电位的作用。
2.9杂散电流的日常维护
地铁运营后,每月应定期对全线轨道线路清扫,保持线路清洁干燥。如果全线钢轨泄漏阻抗普遍降低,简单清扫或维护不能解决问题,则应开启牵引变电所的排流柜,使杂散电流收集网与牵引变电所负极柜单向联通,避免结构钢筋受迷流腐蚀。
如果综合测试系统监测到排流柜电流出现异常增大,且持续时间较长,则是回流系统出现电气导通“断点”或“集中泄漏区段”所引起,应及时检查相应区段回流系统,将“断点”处连接至设计要求标准,或对“集中泄漏点”进行恢复处理,检查钢轨是否为积水、灰尘污染或钢轨安装绝缘设备损坏引起,并及时清扫或对绝缘设备进行维护。
3 结束语
随着我国城市地铁或轻轨交通快速发展,人们越来越重视地铁防护杂散电流,需要指出的是地铁防护杂散电流是个系统工程,需要多个专业在设计、施工和运营共同配合,一方面加强各自专业防护措施,一方面探索更加积极地预防方案。
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D. 地铁贯通道的作用
贯通道装置也就是风挡装置位于两节车厢的连接处,是两车辆通道连接的部分，它具有良好的防雨、防风、防尘、隔音、隔热等功能，能够使旅客安全地穿行于车厢之间。风挡装置分为整体式和分体式,深圳地铁采用的是分体式风挡装置，即风挡装置的一半装在每辆车的端部,该装置下部还设有分开式渡板，渡板连接处有车钩支撑。